《環(huán)境化學(xué)(第二版)》戴樹桂主編-復(fù)習(xí)要點(diǎn)

番茄出品，實(shí)屬精品 0806期末環(huán)境化學(xué)復(fù)習(xí)資料 by番茄大氣環(huán)境化學(xué)：一、大氣中污染物的遷移：大氣溫（密）度層結(jié)：靜大氣的溫度和密度在垂直方向上的分布。大氣劃分為：對(duì)流層，平流層，中間層，熱層，逸散層。對(duì)流層：平均厚度12千米；氣溫隨高度的增加而降低，熱源來自地面的長(zhǎng)波輻射；對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著；每升高100米，氣溫降低0.6；含有全部大氣質(zhì)量3/4的大氣和幾乎所有的水汽；多種天氣現(xiàn)象；污染物的遷移轉(zhuǎn)化；平流層：高度在1755千米之間；氣溫隨高度的增加而增加，熱源來自太陽(yáng)的紫外輻射；氣體狀態(tài)非常穩(wěn)定；無天氣現(xiàn)象；大氣透明度高，適合飛行；中間層：從平流層頂?shù)?5千米的高度；氣溫隨高度的增加而降低；熱源來自平流層；垂直運(yùn)動(dòng)相當(dāng)劇烈；熱層：從平流層頂?shù)?00千米之間；溫度隨高度的增加而迅速上升；空氣極稀薄，在太陽(yáng)紫外線和宇宙射線的輻射下，空氣處于高度電離狀態(tài)，有稱電離層；逸散層：超過800千米以上的高空；氣體分子受地球引力極小，因而大氣質(zhì)點(diǎn)會(huì)不斷向星際空間逃逸；大氣垂直遞減率：隨高度的增加氣溫的降低率，-dT/dz 。干絕熱垂直遞減率：干空氣塊或未飽和的濕空氣塊在上升時(shí)溫度降低值與上升高度的比，用d 表示。大氣穩(wěn)定度：氣層的穩(wěn)定程度，即某一高度上的氣塊在垂直方向上相對(duì)穩(wěn)定的程度；若d，大氣是不穩(wěn)定的；d，大氣處于平衡狀態(tài)。影響大氣污染物遷移的因素：5風(fēng)和大氣湍流的影響：大氣的水平運(yùn)動(dòng)成為風(fēng)，風(fēng)可使污染物向下風(fēng)向擴(kuò)散，從而得到稀釋；大氣的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為大氣湍流，湍流可使污染物向各個(gè)方向擴(kuò)散，其中空氣的鉛直對(duì)流運(yùn)動(dòng)使得污染物升到高空而擴(kuò)散。二、大氣中污染物的轉(zhuǎn)化：光化學(xué)反應(yīng)：分子、原子、自由基或離子吸收光子而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，分為初級(jí)過程和次級(jí)過程。初級(jí)過程：化學(xué)物種吸收光量子hv形成激發(fā)態(tài)物種，基本步驟為：A+hv A*, 隨后，激發(fā)態(tài)A*可能發(fā)生如下反應(yīng)（、為光物理過程，、為光化學(xué)過程）：輻射躍遷：A*A+hv, 碰撞失活過程：A*+M A+M, 光離解：A*B1+B2+ 與其他成分反應(yīng)：A*+C D1+D2+次級(jí)過程：在初級(jí)過程中反應(yīng)物、生成物之間進(jìn)一步發(fā)生的反應(yīng)；大都是熱反應(yīng)。光化學(xué)第一定律：光子的能量大于化學(xué)鍵能時(shí)，才能引起光離解反應(yīng)；分子對(duì)某特定波長(zhǎng)的光要有特征吸收光譜，才能產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)第二定律：說明分子吸收光的過程時(shí)單光子過程；對(duì)大氣污染物而言，反應(yīng)大都發(fā)生在對(duì)流層，只涉及到太陽(yáng)光，符合光化學(xué)第二定律。大氣中幾種重要吸光物質(zhì)的光離解：氧分子：O2+hv O+ O,氮分子：N2+hv N+ N,臭氧：O3+hv O+ O2,二氧化氮：NO2+hvNO +O,亞硝酸：HNO2 +hvHO+ NO, HNO2 +hvH+ NO2,硝酸：HNO3 +hvHO+ NO2,二氧化硫：SO2的鍵能大,只能生成激發(fā)態(tài)【所以有光化學(xué)第一定律-光子的能量大于化學(xué)鍵時(shí)，才能引起光解反應(yīng)?！? SO2 +hvSO2*,甲醛：H2CO +hvH2 +CO, H2CO +hvH+ HCO,鹵代烴：CH3X +hvCH3+ X,鍵強(qiáng)順序?yàn)? CH3F CH3H CH3Cl CH3Br CH3I.大氣中重要自由基的來源： HO：O3+hv O+ O2 ，O+H2O2HO; HNO2 +hvHO+NO; H2O2 +hv2HO; HO2：H2CO +hvH+ HCO, H+ O2+MHO2+M, HCO+ O2HO2 + CO; CH3：CH3CHO + hvCH3 + HCO;CH3COCH3 + hvCH3+ CH3CO;RH+ OR + HO; RH+HOR+ H2O; CH3 O甲氧基：CH3ONO +hvCH3 O+ NO; CH3 ONO2 +hvCH3O+ NO2 ; RO2過氧烷基：R+ O2RO2 ;光化學(xué)煙霧：含有氮氧化物和碳?xì)浠锏纫淮挝廴疚锏拇髿?，在?yáng)光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生二次污染物，這種由一次污染物和二次污染物的混合物形成的煙霧污染現(xiàn)象；鏈引發(fā)反應(yīng)：NO2+hvNO+O,O+O2 +MO3+M, O3+NO O2+NO2 ;RCHO+ hvRCO+H;碳?xì)浠衔锏拇嬖跁r(shí)自由基轉(zhuǎn)化和增殖的根本原因：RH+OR+HO；RH+HOR+ H2 O,H+O2 HO2；R+O2RO2 ;HO2、RO2等促進(jìn)了NO向NO2轉(zhuǎn)化：NO+ HO2NO2+HO,NO+ RO2NO2 +RO;硫酸煙霧：主要時(shí)由于燃煤而排放出來的SO2、顆粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸鹽顆粒物所造成的大氣污染現(xiàn)象。名稱類型發(fā)生季節(jié)溫度濕度臭氧濃度日光發(fā)生時(shí)間洛杉磯煙霧光化學(xué)煙霧夏、秋高低高強(qiáng)白天倫敦?zé)熿F硫酸煙霧冬低高低弱日夜連續(xù)酸性降水：通過降水，如雨、雪、霧、冰雹等將大氣種的酸性物質(zhì)遷移到地面的過程；最常見的是酸雨（PH=5.6）;這種降水過程稱為濕沉降。酸沉降中的干沉降：大氣中的酸性物質(zhì)在氣流的作用下直接遷移到地面的過程。酸雨的形成過程為：P115SO2 +O SO3, S O3 + H2OH2S O4, S O2 + H2OH2S O3, H2S O3+O H2S O4 ;NO +O NO2, 2NO2 + H2O HNO3 + HNO2;酸雨的化學(xué)組成：陽(yáng)離子：H+,Ca2+,NH4+，Na+,K+,Mg2+;陰離子：SO42-，NO3-,Cl-,HCO3-。溫室效應(yīng)：P120大氣中的CO2、CH4等吸收了地面輻射出來的紅外光，把能量截留于大氣之中，從而使大氣溫度升高，這種效應(yīng)叫做溫室效應(yīng)。能夠引起溫室效應(yīng)的氣體，叫做溫室氣體。O3的損耗機(jī)理：P122（1）平流層中的臭氧源于平流層中的光解O2+ hvO+O ；O+ O2+MO3+M（2）臭氧的兩種消除途徑臭氧層能吸收太陽(yáng)的紫外輻射的根本原因O3+hvO+ O2 臭氧真正被清除O3+O2O2（3）NOx , HOx, ClOx之間聯(lián)系緊密，它們?cè)谄搅鲗影l(fā)生的一系列反應(yīng)對(duì)臭氧造成破壞的影響。大氣顆粒物按其粒徑大小分為： 總懸浮顆粒物（TSP）：用標(biāo)準(zhǔn)大容量顆粒采樣器在濾膜上所收集到的顆粒物的總質(zhì)量，粒徑多在100微米以下，最多的在10微米以下； 飄塵：可在大氣中長(zhǎng)期飄浮的懸浮物，粒徑主要10微米的粒子由于自身重力作用會(huì)很快沉降下來； 可吸入粒子：易于通過呼吸過程而進(jìn)入呼吸道的粒子，粒徑=10微米。大氣顆粒物的去除過程: 干沉降（1020）:指顆粒物在重力作用下的沉降,或與其他物體碰撞后發(fā)生的沉降。（粒徑零電位點(diǎn)擴(kuò)散層無、0、配位離子配位體交換任意值內(nèi)層負(fù)電荷減少，正電荷增多吸附等溫線和等溫式：在固定溫度下，吸附達(dá)平衡時(shí)，顆粒表面的吸附量（G）與溶液中溶質(zhì)平衡濃度（C）之間的吸附關(guān)系可以用吸附等溫線和吸附等溫式表達(dá)。當(dāng)溶質(zhì)濃度很低時(shí)，可能在初始階段呈現(xiàn)H型（G=kc），當(dāng)濃度升高時(shí)，曲線可能呈現(xiàn)F型(G=kc1/n)，但統(tǒng)一起來仍屬于L型不同區(qū)段。L型等溫式：G=G0c/(A+c)，其中G0是單位面達(dá)到飽和時(shí)的最大吸附量，A為吸附量達(dá)到G0/2時(shí)溶液德平衡濃度。影響吸附作用的因素 ：在臨界PH以內(nèi)，顆粒物對(duì)重金屬的吸附量隨pH升高而增大顆粒物對(duì)重金屬的吸附量隨粒度增大而減小，隨顆粒物濃度增大而減小沉積物中重金屬的釋放(1)鹽濃度的升高：堿金屬或堿土金屬陽(yáng)離子可將被吸附在固體顆粒上的金屬陽(yáng)離子交換出來；被鈣離子交換的順序：ZnCuPb;(2)氧化還原條件改變:氧化還原電位降低可導(dǎo)致鐵、錳氧化物溶解，故被其吸附或與之共沉淀的重金屬離子也同時(shí)釋放出來；(3)降低pH值：導(dǎo)致碳酸鹽和氫氧化物的溶解，H的競(jìng)爭(zhēng)作用增加了金屬離子的解吸量；另外，在較低的PH值時(shí)，金屬難溶鹽類以及配合物容易溶解；(4)增加配合劑的含量：能和重金屬形成穩(wěn)定度較大的可溶性配合物；(5)生物化學(xué)遷移過程； 水中顆粒物的聚集：膠體顆粒物的聚集可稱為凝聚或絮凝。由電介質(zhì)促成的稱為凝聚，由聚合物促成的稱為絮凝。 膠體顆粒聚集的基本原理和方式典型膠體的相互作用的DLVO理論：假設(shè)膠體顆粒相同，為帶相同電荷，粒度均等，球體形狀的理想狀態(tài)。這時(shí)僅考慮膠體顆粒間范德華吸引力和擴(kuò)散雙電層排斥力。綜合作用位能：VT=VR+VA （VR 是靜電排斥力產(chǎn)生的位能，VA 范德華引力產(chǎn)生的位能）， VR隨顆粒間的距離按指數(shù)規(guī)律下降，不同溶液離子強(qiáng)度由不同的VR， VA只隨顆粒間的距離變化，與溶液離子強(qiáng)度無關(guān)； 溶液離子強(qiáng)度較小時(shí)，綜合位能曲線上出現(xiàn)較大位能峰（Vmax），排斥作用占較大優(yōu)勢(shì)；氧化還原 氧化劑:主要是游離氧，其次是三價(jià)鐵和四價(jià)錳，還有六價(jià)的硫、鉻及五價(jià)的氮、釩、砷。 還原劑：主要是二價(jià)鐵、負(fù)二價(jià)的硫、及許多有機(jī)化合物。還有二價(jià)錳、三價(jià)鉻和三價(jià)釩。 pE定義：為電子活度的負(fù)對(duì)數(shù) pE(ae)，pE越小，體系給予電子能力越強(qiáng)，還原性越強(qiáng)；pE越大，體系接受電子的能力越強(qiáng)，氧化性越強(qiáng)。PH定義: 為質(zhì)子活度的負(fù)對(duì)數(shù)pH(aH+)，如果把酸、堿看作是質(zhì)子給予體和質(zhì)子接受體，質(zhì)子活度aH+，也就是氫離子濃度，代表了溶液接受和給予質(zhì)子的能力大小，pH可以直觀地表達(dá)酸性強(qiáng)弱。氧化還原半反應(yīng) Ox + e = Red ：E= E0-(0.059/n) lg ( Red/Ox ) , pE =E/0.059 , pE = pE0(1/n)lg( 反應(yīng)物/生成物 ) ; G（自由能變化）=nFE；決定電位：若某個(gè)單體系的含量比其他體系高得多，則此時(shí)該單體系電位幾乎等于混合雜體系的pE，稱之為“決定電位”。天然水的決定電位：好氧水：1/4O2+H+e1/2H2O, pE = 20.75+lg(PO2/1.013105)0.25H,厭氧水：1/8CO2+H+e1/8CH4+1/4 H2O，pE = pE0+lgPCO20.125H/ PCH40.125=2.87 + lgH氧下垂曲線： 清潔區(qū)：表明未被污染，氧及時(shí)得到補(bǔ)充； 分解區(qū)：細(xì)菌對(duì)排入的有機(jī)物進(jìn)行分解，其消耗的溶解氧量超過通過大氣補(bǔ)充的氧量，因此，水體中溶解氧下降，此時(shí)細(xì)菌個(gè)數(shù)增加； 腐敗區(qū)：溶解氧消耗殆盡，水體進(jìn)行缺氧分解，當(dāng)有機(jī)物被分解完后，腐敗區(qū)即告結(jié)束，溶解氧又恢復(fù)上升；恢復(fù)區(qū)：有機(jī)物降解接近完成，溶解氧上升并接近飽和； 清潔區(qū)：水體環(huán)境改善，又恢復(fù)至原始狀態(tài)。配合作用 無機(jī)配位體：OH、Cl、CO32、HCO3、F、S2等 有機(jī)配位體：如氨基酸、糖、腐殖質(zhì)以及生活廢水中的洗滌劑、農(nóng)藥、NTA等 軟硬酸堿理論：硬酸和硬堿結(jié)合，軟酸和軟堿結(jié)合,易形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。 硬酸：電荷較多，半徑小，不易變形。如B3+、Al3+、 Fe3+、Mn3+等。 軟酸：電荷較少，半徑大，易變形。如Cu+、Ag+、Cd2+、Hg2+等。 交界酸：如Fe2+、Cu2+ 硬堿：電負(fù)性大，半徑小，難失電子，不易變形。如F、OH、H2O、Cl、NH3、NO3、CH3COO等。 軟堿：電負(fù)性小，半徑大，易失電子，易變形。如I、SCN、CN、CO、S2等。 交界堿：Br、NO2、SO32等。配合物在溶液中的穩(wěn)定性：配合物在溶液中離解成中心離子（原子）和配位體，當(dāng)離解達(dá)到平衡時(shí)離解程度的大小。2=K1K2：K1、K2為逐級(jí)穩(wěn)定常數(shù)，2為積累穩(wěn)定常數(shù)。n、Kn越大，配合物越穩(wěn)定。腐殖質(zhì)的分類： 腐殖酸：可溶于稀堿液但不溶于酸的部分，分子量由數(shù)千到數(shù)萬； 富里酸：可溶于酸又可溶于堿的部分，分子量由數(shù)百到數(shù)千； 腐黑物：不能被酸和堿提取的部分。配合機(jī)理：金屬離子能在腐殖質(zhì)中的羧基之間以及羧基和羥基間螯合成鍵。三、(略)水中有機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化（分配作用、揮發(fā)、水解、光解、生物降解）：有機(jī)化合物在土壤中的吸著的兩種主要機(jī)理：（1）分配作用 在水溶液中，土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)有機(jī)物的溶解作用，而且在溶質(zhì)的整個(gè)溶解范圍內(nèi)，吸附等溫線都是線性的，不存在飽和吸附量； 分配作用與表面吸附位無關(guān)，不存在競(jìng)爭(zhēng)吸附作用，只與有機(jī)化合物的溶解度有關(guān)； 在水溶液中，土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)有機(jī)化合物的溶解作用，主要靠范德華力，放熱少。（2）吸附作用在非極性有機(jī)溶劑中，土壤礦物質(zhì)對(duì)有機(jī)化合物的表面吸附作用；吸附等溫線是非線性的，并存在競(jìng)爭(zhēng)吸附；主要靠各種化學(xué)鍵力如氫鍵，放出大量熱。分配理論:在土壤水體系中，非離子型有機(jī)化合物通過溶解作用分配到土壤有機(jī)質(zhì)中。達(dá)平衡時(shí)，有機(jī)化合物在土壤有機(jī)質(zhì)和水中含量比值，稱為分配系數(shù)。 分配系數(shù)（Kp）：有機(jī)污染物在沉積物（土壤）表面濃度與水中濃度比；Kp Cs/Cw 。 標(biāo)化分配系數(shù)（Koc）：純有機(jī)碳與水體系達(dá)到平衡時(shí)，有機(jī)物在有機(jī)碳和水相濃度的比。 有機(jī)物的分配系數(shù) ：KpocKoc ； oc為沉積物中有機(jī)碳含量的分?jǐn)?shù)。水解作用：水解反應(yīng)通式為：RX + H2O ROH + X + H+ 水解反應(yīng)的速率方程為：dRX/dt Kh RX， Kh水解速率常數(shù)；T1/2=0.693/ Kh。光解作用： 直接光解：化合物直接吸收了太陽(yáng)能而進(jìn)行分解反應(yīng)；敏化光解：水體中存在的天然物質(zhì)（如腐殖質(zhì)）被陽(yáng)光激發(fā)，又將其激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移給化合物而導(dǎo)致的分解反應(yīng)；氧化反應(yīng)：天然物質(zhì)被輻照而產(chǎn)生自由基或純態(tài)氧等中間體，這些中間體又與化合物作用而生成轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物。生物降解作用： 生長(zhǎng)代謝：有機(jī)污染物作為微生物生長(zhǎng)的唯一碳源（營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)），微生物利用其中的碳，把有機(jī)物徹底降解，礦化。 共代謝：有機(jī)污染物不能作為微生物生長(zhǎng)的唯一碳源和能源，必須有其它化合物存在提供給微生物碳源和能源，這種有機(jī)污染物才能被降解。 土壤環(huán)境化學(xué)：土壤組成：液相土壤孔隙水，氣相土壤空氣，固相礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)、微生物。土壤剖面：覆蓋層淋溶層淀積層母質(zhì)層基巖。（1）土壤礦物質(zhì)：原生礦物（在風(fēng)化過程中未改變化學(xué)組成的原始成巖礦物，構(gòu)成了土壤的骨骼-粗的土粒；同時(shí)提供潛在養(yǎng)分-通過風(fēng)化作用逐漸釋放）包括： 硅酸鹽礦物：長(zhǎng)石類、云母類、輝石類、角閃石類， 氧化物礦物：石英、赤鐵礦、磁鐵礦， 硫化物礦物：如黃鐵礦和白鐵礦， 磷酸鹽類礦物：磷灰石；次生礦物（在風(fēng)化過程中新形成的礦物。此生礦一般比較小，屬于粘粒范圍，因此也被稱為粘粒礦物）包括： 簡(jiǎn)單鹽類：方解石、白云石、石膏、芒硝， 三氧化物：如針鐵礦、褐鐵礦、三水鋁石等， 次生硅酸鹽：顆粒很小，具膠體特征，構(gòu)成土壤粘粒的主要成分，也叫粘土礦物；包括：高嶺石族（1：1，極少同晶取代）、伊利石族（2：1）、蒙脫石族（2：1，極易同晶取代）； （2）土壤有機(jī)物：土壤中含碳有機(jī)物的總稱，時(shí)土壤形成的重要標(biāo)志。（3）土壤水分：主要來源于大氣降水和灌溉。 來源：降水、地表徑流、灌溉，地下水 與地表水差別：土壤水分中可溶性CO2含量高，O2含量低，腐殖質(zhì)和礦物質(zhì)比地表水高。 （4）土壤空氣：組成和大氣基本一致，主要有氮?dú)?、氧氣和二氧化碳。差異是?土壤空氣是不連續(xù)體系，存在相互隔離的土壤孔隙中，CO2 含量較多，O2 含量低，還原性氣體CH4、H2S、NH3等含量高 ；土壤礦物質(zhì)的粒級(jí)劃分： 石塊和礫石：直徑大于1mm，砂粒：主要是原生礦物，粒徑10.05mm ，粘粒：主要是次生礦物，Al3+H+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+。陽(yáng)離子交換量：每千克干土中所含全部陽(yáng)離子總量。 影響陽(yáng)離子交換量的因素： 不同種類土壤膠體的陽(yáng)離子交換量不同，如，有機(jī)膠體蒙脫石水化云母高嶺土含水氧化鐵、鋁。 土壤質(zhì)地越細(xì)，陽(yáng)離子交換量越高。 土壤膠體的硅鐵鋁率SiO2/R2O3越大，交換量越大。PH值降低時(shí)，土壤負(fù)電荷減少，陽(yáng)離子交換量降低；反之，則增多?？山粨Q性陽(yáng)離子有兩類： 致酸離子：包括H和Al3+；鹽基離子：包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等。鹽基飽和土壤：當(dāng)土壤膠體上吸附的陽(yáng)離子均為鹽基離子，且已達(dá)到吸附飽和時(shí)的土壤；鹽基不飽和土壤：當(dāng)土壤膠體上吸附的陽(yáng)離子有一部分為致酸離子；鹽基飽和度：在鹽基不飽和土壤中，鹽基離子占陽(yáng)離子交換量的百分?jǐn)?shù)。 陰離子交換吸附：易被土壤吸附的陰離子（生成難溶沉淀）：最重要的是磷酸根離子（H2PO4-、HPO42-、PO43-），其次是硅酸根離子（HSiO3-、SiO32-）及一些有機(jī)酸根（如C2O42-草酸根），吸附作用很弱或進(jìn)行負(fù)吸附的離子：如Cl-、NO3-、NO2- ， 中間類型的離子：SO42-和CO32- ；一般來講：陰離子的吸附量是隨著電解質(zhì)溶液中氫離子濃度的增高而增加。土壤酸度：活性酸度：又稱有效酸度，是土壤溶液中氫離子的濃度直接反映出來的酸度。潛性酸度：是土壤膠體吸附的可代換性H和Al3+造成的。H+和Al+吸附在膠體上時(shí)不顯酸性，當(dāng)它們通過離子交換進(jìn)入土壤溶液后，就可增加土壤溶液的H+濃度，使土壤pH值降低。只有鹽基不飽和土壤才有潛性酸度，其大小與土壤代換量和鹽基飽和度有關(guān)。 代換性酸度：用過量中性鹽溶液淋洗土壤，溶液中的金屬離子與土壤膠體中H和Al3+發(fā)生離子交換作用而表現(xiàn)出的酸度。 土壤膠體-H + KCl = 土壤膠體-K + HCl， 土壤膠體-Al3+ +3KCl=土壤膠體-3K+ + AlCl3，AlCl3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3HCl 水解性酸度（較高）：用弱酸強(qiáng)堿鹽淋洗土壤，把土壤吸附的氫、鋁離子絕大部分交換出來，同時(shí)生成難電離弱酸，該弱酸的酸度叫水解酸度。 總反應(yīng)：H+-膠體-Al3+ + 4CH3COONa = 4Na+-膠體 + 4CH3COOH + Al(OH)3； 活性酸度與潛性酸度的關(guān)系：可以相互轉(zhuǎn)化；潛性酸度是活性酸度的貯備，比活性酸度大得多；活性酸度是土壤酸度的根本起點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)。土壤堿度：土壤溶液中OH的主要來源，是CO32-和HCO3的堿金屬（Na，K）及堿土金屬（Ca,Mg）的鹽類。碳酸鹽堿度和重碳酸鹽度的總和稱為總堿度。通常把交換性Na+、K、Mg2占交換量的百分?jǐn)?shù)稱為堿化度。 土壤緩沖性能：腐殖質(zhì)土粘土砂土l 土壤溶液含有碳酸、磷酸等弱酸及其鹽類，構(gòu)成良好的緩沖體系。碳酸碳酸鈉體系：NaCO3 + 2HCl = H2O + CO2 + 2NaCl ，H2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2Ol 還有一些有機(jī)酸（如氨基酸）是兩性物質(zhì)，既能中和酸又能中和堿，l 土壤膠體吸附的鹽基離子對(duì)酸起緩沖作用，H對(duì)堿起緩沖作用。對(duì)酸 ：壤膠體-M+ + HCl=土壤膠體-H+ + MCl，對(duì)堿 ：壤膠體-H+ + MOH=土壤膠體-M+ + H；l 酸性土壤中鋁離子的緩沖能力： 在PH5.5土壤中，Al3+開始形成Al(OH)3沉淀，而失去緩沖能力；土壤的氧化還原性：土壤氧化還原能力的大小可以用土壤的氧化還原電位(Eh)來衡量，其值是以氧化態(tài)物質(zhì)與還原態(tài)物質(zhì)的相對(duì)濃度比為依據(jù)的。土壤中主要氧化劑：O2、NO3、SO42 、Fe3+、Mn4+、V5+、Ti4+等，土壤中主要還原劑：有機(jī)質(zhì)和Fe2+、Mn2+、V3+、Ti2+、H2S或金屬硫化物、NH4。土壤中農(nóng)藥的遷移：擴(kuò)散：由于熱能引起分子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而使物質(zhì)分子發(fā)生轉(zhuǎn)移的過程。 影響農(nóng)藥在土壤中擴(kuò)散的因素：(1) 土壤水分含量 (2)吸附作用 (3) 土壤結(jié)實(shí)度 (4) 溫度 (5) 氣流速度 (6) 農(nóng)藥的化學(xué)特性； 質(zhì)體流動(dòng)：由水或土壤微?；蛘邇烧吖餐饔靡鸬奈镔|(zhì)流動(dòng)。當(dāng)土壤水或土壤微粒發(fā)生流動(dòng)時(shí)也帶動(dòng)農(nóng)藥發(fā)生質(zhì)體流動(dòng)。影響農(nóng)藥質(zhì)體流動(dòng)的因素：（1）農(nóng)藥與土壤之間的吸附，吸附性強(qiáng)，遷移距離短，反之，移動(dòng)距離遠(yuǎn)。（2）土壤有機(jī)質(zhì)含量大，農(nóng)藥滲透深度小。（3）農(nóng)藥種類不同，遷移距離不同。農(nóng)藥的降解：水解，光解，生物降解。生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)輸過程及毒性：生物膜的結(jié)構(gòu)：由磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)鑲嵌組成的。物質(zhì)通過生物膜的方式： 膜孔濾過：直徑小于膜孔的水溶性物質(zhì)，可借助膜兩側(cè)靜水壓以及滲透壓經(jīng)膜孔濾過； 被動(dòng)擴(kuò)散：脂溶性物質(zhì)從高濃度向低濃度側(cè)、即順濃度梯度擴(kuò)散通過由類脂層屏障的生物膜；脂/水分配系數(shù)越大，擴(kuò)散系數(shù)越大； 被動(dòng)易化擴(kuò)散：有些物質(zhì)可在高濃度側(cè)與膜上特異性蛋白質(zhì)載體結(jié)合，通過細(xì)胞膜，至濃度低側(cè)解離出原物質(zhì)； 主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)：在需消耗一定的代謝能量下，一些物質(zhì)可在低濃度側(cè)與膜上高濃度特異性蛋白載體結(jié)合，通過生物膜，至高濃度側(cè)解離出原物質(zhì)； 胞吞和胞飲：少數(shù)物質(zhì)與膜上某種蛋白質(zhì)有特殊親和力，當(dāng)其與膜接觸后，可改變這部分膜的表面張力，引起膜的外包或內(nèi)線陷而被包圍進(jìn)入膜內(nèi)；固體物質(zhì)的這一轉(zhuǎn)運(yùn)稱為胞吞，液態(tài)物質(zhì)的這一轉(zhuǎn)運(yùn)稱為胞飲。污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)： 吸收：污染物質(zhì)從機(jī)體外，通過各種途徑通透體膜進(jìn)入血液的過程。 消化管：小腸，胃；被動(dòng)擴(kuò)散； 呼吸管：肺泡；被動(dòng)擴(kuò)散，濾過方式； 皮膚：被動(dòng)擴(kuò)散通過表皮和真皮，再通過真皮的毛細(xì)血管進(jìn)入血液； 分布：污染物質(zhì)被吸收后或其代謝轉(zhuǎn)化物質(zhì)形成后，由血液轉(zhuǎn)送到機(jī)體各組織；與組織成分結(jié)合；從組織返回血液；以及再反復(fù)等過程；以被動(dòng)擴(kuò)散為主； 脂溶性污染物質(zhì)再血流豐富的組織（如肺、肝、腎）的分布，遠(yuǎn)比血流少的組織（如皮膚、肌肉、脂肪）中迅速。 胎盤屏障：污染物質(zhì)由母體轉(zhuǎn)運(yùn)到胎兒體內(nèi)，必須通過由數(shù)層生物膜組成的胎盤，稱為胎盤屏障，也同樣受到經(jīng)膜通透性的限制； 污染物質(zhì)常與血液中的血漿蛋白質(zhì)結(jié)合；只有未與蛋白結(jié)合的污染物質(zhì)才能再體內(nèi)組織進(jìn)行分布； 排泄：污染物質(zhì)及其代謝物質(zhì)向機(jī)體外的轉(zhuǎn)運(yùn)過程。 腎排泄：污染物質(zhì)通過腎隨尿而排出的過程；腎排泄污染物質(zhì)的效率是由腎小球?yàn)V過、近曲小管主動(dòng)分泌和遠(yuǎn)曲小管被動(dòng)重吸收的綜合結(jié)果。 膽汁排泄：主要由消化管及其他途徑吸收的污染物質(zhì)，經(jīng)血液到達(dá)肝臟后，以原物或其代謝物并膽汁一起分泌至十二指腸，經(jīng)小腸至大腸內(nèi)，再排出體外的過程；主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)； 膽汁排泄是原形污染物質(zhì)排出體外的一個(gè)次要途徑，但為污染物質(zhì)代謝物的主要排出途徑；水溶性大、脂溶性小的化合物，膽汁排泄良好； 腸肝循環(huán)：有些物質(zhì)由膽汁排泄，再腸道運(yùn)行中又重新被吸收； 蓄積：有機(jī)體長(zhǎng)期接觸某污染物質(zhì)，若吸收超過排泄及其代謝轉(zhuǎn)化，則會(huì)出現(xiàn)污染物質(zhì)在體內(nèi)逐增的現(xiàn)象，稱為生物蓄積； 蓄積的主要部位：血漿蛋白、脂肪組織、骨骼； 有些污染物質(zhì)的蓄積部位與毒性作用部位不相一致：如DDT在脂肪組織中蓄積，而毒性作用部位是神經(jīng)系統(tǒng)及其他臟器；鉛集中于骨骼，而毒性作用部位在造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及胃腸道等。生物富集：生物通過非吞食方式，從周圍環(huán)境（水、土壤、大氣）蓄積某種元素或難降解的物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象； 生物濃縮系數(shù)（BCF）：Cb/Ce；Cb某種元素或難降解物質(zhì)在機(jī)體中的濃度；Ce某種元素或難降解物質(zhì)在有機(jī)體周圍環(huán)境中的濃度；降解性小、脂溶性高、水溶性低的物質(zhì)，生物濃縮系數(shù)高；生物放大：在同一食物鏈上的高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，通過吞食低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)的濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)提高而增大的現(xiàn)象；生物積累：生物從周圍環(huán)境和食物鏈蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使機(jī)體中的濃度超過周圍環(huán)境濃度的現(xiàn)象；生物放大或生物富集是屬于生物積累的一種情況。生化反應(yīng)中的酶：酶：是由細(xì)胞制造和分泌的以蛋白質(zhì)為主要成分的、具有催化活性的生物催化劑。被酶催化轉(zhuǎn)化的物質(zhì)叫底物或基質(zhì)；底物所發(fā)生的轉(zhuǎn)化稱為酶促反應(yīng)； 酶的種類：根據(jù)催化場(chǎng)所不同分為：胞外酶和胞內(nèi)酶；根據(jù)催化反應(yīng)類型分為：氧化還原酶、轉(zhuǎn)移酶、水解酶、裂解酶、異構(gòu)酶、合成酶；根據(jù)酶成分分為：?jiǎn)纬煞置负碗p成分酶。雙成分酶包括酶蛋白和輔酶或輔基；酶蛋白和輔酶的分工：一般是輔酶起著傳遞電子、原子或某些化學(xué)基團(tuán)的功能，酶蛋白起著決定催化專一性和催化高效率的功能；輔酶成分：是無機(jī)金屬離子、含金屬的有機(jī)化合物或小分子的有機(jī)化合物，是一些對(duì)熱穩(wěn)定的小分子物質(zhì)。 輔酶FMN/FND傳遞氫，NAD+/NADP+傳遞氫，輔酶Q傳遞氫，細(xì)胞色素酶系的輔酶?jìng)鬟f電子，輔酶A【CoASH】/乙酰輔酶A【CH3CO-SCoA】傳遞?；穷惖奈⑸锝到猓?多糖：主要是淀粉、纖維素、半纖維素， 二糖：通式C12H22O11 ，蔗糖，乳糖，麥芽糖，單糖：葡萄糖，果糖； 降解途徑：(1)多糖水解成二糖和單糖，(2)單糖酵解為丙酮酸：C6H12O6 + 2NAD+ 2CH3COCOOH +2NADH +2H+ (3)丙酮酸的轉(zhuǎn)化：有氧條件：CH3COCOOH + NAD + CoASH CH3COSCoA（乙酰輔酶A ） +NADH + H+ +CO2 ，乙酰輔酶A和草酰乙酸反應(yīng)，生成檸檬酸(脂肪酸/有機(jī)酸)，進(jìn)入三羧酸循環(huán)（TCA） ， 總反應(yīng)：CH3COCOOH +5/2 O2 3 CO2 + 2H2O ； 無氧條件下（酸性發(fā)酵）： 丙酮酸作直接受氫體：CH3COCOOH + 2H+CH3CH(OH)COOH ，丙酮酸的中間產(chǎn)物作受氫體，生成有機(jī)酸、醇和二氧化碳等；脂肪的微生物降解：(1)首先脂肪在細(xì)胞外發(fā)生水解 ，(2)甘油的轉(zhuǎn)化（有氧、無氧）：CH3CH2(OH)3 CH3COCOOH + 4H ，(3)脂肪酸的轉(zhuǎn)化 ：數(shù)次-氧化 乙酰輔酶A 三羧酸循環(huán)二氧化碳和水；蛋白質(zhì)的微生物降解：(1)蛋白質(zhì)水解生成各種氨基酸，(2)氨基酸脫氨脫羧成脂肪酸，有氧氧化:徹底降解為二氧化碳、水和氨，無氧氧化:生成有機(jī)酸、醇、二氧化碳和氨；甲烷發(fā)酵：甲烷發(fā)酵反應(yīng)：CH3COOH CH4 + CO2 ，CO2 + 4H2 CH4 + H2O；降解速率：糖類脂肪蛋白質(zhì)；烴類的微生物降解烷烴：末端氧化（最為常見），次末端氧化，雙端氧化；逐步生成醇、醛、脂肪酸； 甲烷降解：CH4 CH3OH HCHO HCOOH CO2 + H2O；烯烴：主要是飽和末端氧化，再經(jīng)與正烷烴相同的途徑成為不飽和脂肪酸；芳香烴：苯兒茶酚有機(jī)酸三羧酸循環(huán)CO2 + H2O；農(nóng)藥的微生物降解： 氧化作用：艾氏劑轉(zhuǎn)化成狄氏劑， 還原作用：NO2 轉(zhuǎn)化成 NH2， 水解作用：有機(jī)磷農(nóng)藥水解， 脫氯和脫氯化氫：DDT轉(zhuǎn)化成DDE和DDD,脫烴作用：連著O、N、S原子的烷基可以通過生物作用除去;氮的微生物轉(zhuǎn)化:（1）同化:是植物或微生物把吸收硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，轉(zhuǎn)變成機(jī)體中的蛋白質(zhì)、核酸等的有機(jī)物質(zhì)的過程。（2）氨化:有機(jī)氮化物（蛋白、核酸還有尿素、卵磷脂等），被微生物分解釋放氨的過程。（3）硝化:是氨在有氧的條件下通過微生物作用，氧化成亞硝酸鹽，進(jìn)而氧化成硝酸鹽的過程 。亞硝化 :2NH3 + 3O2 2H+ + 2NO2- + H2O + 能量, 硝化 :2NO2- + O2 2NO3- + 能量;（4）反硝化:硝酸鹽在通氣不良的條件下，通過微生物作用還原的過程。 第一，HNO3 + 2H HNO2 + H2O 第二，硝酸鹽N2 :2HNO3 2HNO2 2HNO NO N2ON2 ,第三，硝酸還原為亞硝酸和氨; 條件：厭氧環(huán)境，豐富的有機(jī)物作為碳源和能源，硝酸鹽作為氮源，中性至堿性，25度左右；（5）固氮 :在固氮菌作用下，把分子N2還原為氨的過程。 3CH2O+2N2+ 3H2O+ 4H+ 3CO2+4NH4+ N2NH4+氨基酸蛋白質(zhì)硫的微生物轉(zhuǎn)化：硫以三種形態(tài)存在：?jiǎn)钨|(zhì)硫、無機(jī)硫化物、有機(jī)硫化物；(1) 含硫有機(jī)物的微生物降解， (2) 硫化：H2S、S在微生物作用下氧化生成H2SO4的過程.：硫桿菌和硫磺菌： 2H2S + O2 2H2O + 2S + 能量，2S + 3O2 + 2H2O 2H2SO4 + 能量，5Na2S2O3 + H2O + 4O2 5Na2SO4 + H2SO4 + 4S +能量；(3) 反硫化：還原條件下，微生物把H2SO4 、H2SO3還原成H2S，C6H12O6 + 3H2SO4 6CO2 + 6H2O + 3H2S；毒物：進(jìn)入機(jī)體后能使體液和組織發(fā)生生物化學(xué)的變化，干擾或破壞機(jī)體的正常生理機(jī)能，并引起暫時(shí)性或永久性的病理?yè)p害，甚至危及生命的物質(zhì)。影響毒物毒性的因素：1、毒物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，如毒物的分子構(gòu)型、分子大小、官能團(tuán)等。2、毒物物理性質(zhì)，如脂溶性、電離度、揮發(fā)性和蒸汽壓、分散度、純度等。3、條件： 毒物劑量或濃度、機(jī)體暴露的持續(xù)時(shí)間、頻率、總時(shí)間、機(jī)體暴露的部位及途徑等。 4、生物因素 ：生物種類、年齡、體重、性別、遺傳及免疫情況、營(yíng)養(yǎng)及健康狀況等。5、生物所處環(huán)境 ：溫度、濕度、氣壓、季節(jié)及晝夜變化、光照、噪聲等。 效應(yīng)：毒理學(xué)把毒物劑量（濃度）與引起個(gè)體生物學(xué)的變化，如腦電、心電、血象、免疫功能，酶活性等的變化稱為效應(yīng)； 反應(yīng)：毒理學(xué)把引起群體的變化，如腫瘤或其他損害的發(fā)生率、死亡率等變化稱為反應(yīng)；中毒可分為急性、慢性和亞急性（或亞慢）三種：急性中毒：高劑量毒物在短時(shí)間使機(jī)體致毒；半數(shù)有效劑量（ED50）或半數(shù)有效濃度（EC50）:使受試生物半數(shù)產(chǎn)生同一毒作用所需毒物劑量或毒物濃度。半數(shù)致死劑量（LD50）或半數(shù)致死濃度（LC50）：使受試生物半數(shù)產(chǎn)生死亡所需毒物劑量或毒物濃度。 慢性中毒：低劑量毒物長(zhǎng)期逐漸進(jìn)入機(jī)體，累積到一定程度后使機(jī)體致毒。閾劑量（濃度）：長(zhǎng)期暴露在毒物下引起機(jī)體損害的最低劑量或濃度。最高允許劑量（濃度）：長(zhǎng)期暴露在毒物下不能引起機(jī)體損害的最高劑量或濃度。毒物的聯(lián)合作用 ：兩種或兩種以上的毒物，同時(shí)作用于機(jī)體產(chǎn)生毒性的作用；協(xié)同作用，聯(lián)合作用的毒性，大于各個(gè)毒物成分單獨(dú)作用的毒性的總和，M M1 +M2 ，相加作用，聯(lián)合作用的毒性，等于各毒物成分單獨(dú)作用